煤层瓦斯流动理论模拟研究

发布时间：2017-04-11 05:15

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【摘要】： 研究煤层中瓦斯流动规律对于预防煤与瓦斯突出，改善煤层瓦斯抽放率和煤层气开发利用具有现实意义。煤层瓦斯流动理论的研究已有40多年的历史，在探求煤层内瓦斯运移机理方面先后发展了：线性渗透理论，线性扩散理论，渗透—扩散理论，非线性渗透理论，以及考虑地应力场，地温场，，及地电场等地物场对煤层瓦斯流动场具有显著的作用和影响，多煤层系统瓦斯越流理论等等，在一定的简化假设下，已形成了较严密的理论体系，并在煤矿安全生产中起到了一定的作用。但是，由于煤层内瓦斯运移是一个非常复杂的过程，这不仅与煤的结构有关，而且受到众多因素的影响。故不同的理论有其相应的适应条件。 本文在前人研究成果的基础上，对线性渗透理论模型(达西定律)、线性扩散理论模型(菲克定律)、渗透—扩散理论模型、非线性(1)渗透理论模型、非线性(2)渗透理论模型的控制方程进行了推导。 采用有限差分法对五种煤层瓦斯流动模型编制了基于Visual C++环境下并利用matcom调用matlab语言进行绘图的应用程序(煤层瓦斯流动模拟程序)，该程序含有多个模块，且有良好的用户界面和解算绘图功能。 运用该应用程序分别在1巷道煤壁、2回采工作面、3抽放钻孔条件下，分两种情况：1渗透率为常数，2渗透率(在矿山压力的影响下)为变数，对五种瓦斯流动模型进行了模拟分析和比较。从而得出不同模型之间的差别与联系。
【关键词】：扩散 渗流 有限差分 VC++ matlab
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2003
【分类号】：TD712
【目录】：

• 第一章 绪论7-12
• 第一节 煤层瓦斯渗流理论研究的意义7-8
• 第二节 煤层瓦斯渗流理论研究现状8-10
• 第三节 本文的主要工作10-12
• 第二章 煤的结构及含瓦斯煤的主要物理力学特性12-23
• 第一节 煤的结构12-17
• 第二节 煤的吸附理论及瓦斯含量17-21
• 第三节 煤的渗流特性及渗透率21-23
• 第三章 煤层瓦斯渗流数学模型的建立及模拟实现方法23-45
• 第一节 渗流数学模型的基本方程23-27
• 第二节 各种渗流数学模型控制方程27-29
• 第三节 初始条件和边界条件的提出29-31
• 第四节 瓦斯渗流数学模型的数值解法31-40
• 第五节 瓦斯渗流数学模型的程序实现40-45
• 第四章 各种瓦斯渗流模型的模拟45-74
• 第一节 各种瓦斯渗流模型渗透率的修正46-47
• 第二节 巷道煤壁各种渗流模型的模拟47-55
• 第三节 回采工作面各种渗流模型的模拟55-62
• 第四节 抽放钻孔各种渗流模型的模拟62-74
• 第五章 结论与建议74-77
• 第一节 主要结论74-76
• 第二节 不足之处76-77
• 致谢77-78
• 参考文献78-80

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 李云浩;杨清岭;杨鹏;;煤层瓦斯流动的数值模拟及在煤壁的应用[J];中国安全生产科学技术;2007年02期

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中国重要会议论文全文数据库 前1条

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中国博士学位论文全文数据库 前5条

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本文编号：298394